Apžvalga
X10CrMoVNb9-1 (taip pat žinomas kaipP91arbaT91) yra didelio -stiprumo, šliaužimui-atsparus feritinis / martensitinis plienas. Jis buvo sukurtas naudoti aukštos-temperatūros ir aukšto slėgio{4}}elektrinėse ir pramoniniuose katiluose.
„X10“ rodo, kad tai labai-legiruotas plienas, o toliau pateikti skaičiai ir raidės išsamiai apibūdina jo cheminę sudėtį.
1. Cheminė sudėtis
Kompozicija yra jos savybių raktas. Čia yra tipinis diapazonas (svorio procentais):
| Elementas | Turinys (%) | Tikslas |
|---|---|---|
| Anglis (C) | 0.08 - 0.12 | Suteikia pagrindinio stiprumo. |
| Chromas (Cr) | 8.00 - 9.50 | Suteikia puikų atsparumą oksidacijai ir korozijai aukštoje temperatūroje. |
| Molibdenas (Mo) | 0.85 - 1.05 | Padidina stiprumą ir atsparumą šliaužimui. |
| Vanadis (V) | 0.18 - 0.25 | Sudaro smulkius, stabilius karbidus, kurie atsparūs valkšnumo deformacijai. |
| Niobis (Nb) | 0.06 - 0.10 | (Taip pat žinomas kaip Columbium, Cb). Sudaro NbC karbidus grūdų rafinavimui ir kritulių stiprinimui. |
| Nikelis (Ni) | Mažesnis arba lygus 0,40 | Pagerina kietumą, bet išlaikomas žemas, kad išlaikytų stabilią feritinę struktūrą. |
| Manganas (Mn) | 0.30 - 0.60 | Padeda deoksiduoti plieną gaminant. |
| Silicis (Si) | 0.20 - 0.50 | Padeda deoksidacijai ir gerina stiprumą. |
| Azotas (N) | 0.03 - 0.07 | Veikia su vanadžiu, kad susidarytų stiprinantys karbonitridai. |
| Fosforas (P) | Mažesnis arba lygus 0,020 | Nešvarumai, laikomi mažai, kad nesutrupėtų. |
| Siera (S) | Mažiau arba lygus 0,010 | Priemaišos, laikomos mažai, kad būtų pagerintas karštas apdirbimas ir kietumas. |
2. Pagrindinės savybės
Kodėl šis plienas taip plačiai naudojamas katilų vamzdžiams? Dėl išskirtinio savybių derinio:
Aukšta{0}}temperatūra ir atsparumas šliaužimui:Tai yra pagrindinis jo pranašumas. Jis gali atlaikyti didžiulį vidinį slėgį ir temperatūrą iki~600 laipsnių (1112 laipsnių F)100 000 valandų be reikšmingos deformacijos (šliaužimo). Tai leidžia plonesnes vamzdžių sienas, palyginti su senesnėmis klasėmis, pvz., P22, sumažinant svorį ir šiluminį įtampą.
Geras atsparumas oksidacijai:Didelis chromo kiekis sudaro apsauginį, prilipusį chromo oksido (Cr₂O₃) sluoksnį ant paviršiaus, užkertant kelią tolesniam nuosėdų susidarymui ir degradacijai garų aplinkoje.
Mažas terminis plėtimasis:Kaip feritinis / martensitinis plienas, jo šiluminio plėtimosi koeficientas yra mažesnis nei austenitinio nerūdijančio plieno (pvz., 304, 316). Tai sumažina šiluminį įtempimą katilo paleidimo ir išjungimo ciklų metu.
Aukštas šilumos laidumas:Geresnis šilumos perdavimas nei austenitinio plieno, todėl katilas veikia efektyviau.
Geras suvirinamumas:Jis yra suvirinamas, tačiau reikalauja griežtos procedūrų kontrolės, įskaitant išankstinį{0}}kaitinimą ir specialų po-suvirinimo terminį apdorojimą (PWHT), kad būtų atkurta grūdinta martensitinė struktūra ir pasiektas reikiamas kietumas.
3. Mikrostruktūra
Plienas tiekiamas įnormalizuotas ir grūdintassąlyga.
Normalizavimas:Šildymas iki maždaug 1050{1}}1100 laipsnių ir aušinimas oru, kuris sudaro stiprią martensitinę struktūrą.
Grūdinimas:Pakaitinimas iki maždaug 750-780 laipsnių ir aušinimas oru. Tai grūdina martensitą, pagerina jo kietumą ir stabilizuoja mikrostruktūrą smulkiomis V(N,C) ir NbC nuosėdomis.
Galutinė mikrostruktūra yragrūdintas martensitassu smulkia karbidų ir karbonitridų dispersija.
4. Dažni pritaikymai katilų sistemose
X10CrMoVNb9-1 vamzdžiai naudojami karščiausiuose ir svarbiausiuose šiuolaikinių elektrinių skyriuose:
Pagrindinės „Steam“ linijos:Perkaitinto garo pernešimas iš katilo į aukšto slėgio{0}}turbiną.
Karštos pašildymo linijos:Garų pernešimas iš aukšto slėgio
Perkaitintuvo ir šildytuvo antraštės:Didelio-skersmens vamzdžiai, kurie surenka ir paskirsto garą į perkaitintuvą ir kaitinimo ritinius.
Aukštos{0}}temperatūros vamzdynaikatilo saloje.
5. Lygiaverčiai pažymiai
Svarbu žinoti lygiaverčius skirtingų standartų sistemų pavadinimus:
| Standartinis | Paskyrimas | Pastaba |
|---|---|---|
| EN / DIN | X10CrMoVNb9-1 | Originalus europinis pavadinimas. |
| ASTM / ASME | A335 P91 | Skirtas besiūliams feritinio lydinio-plieniniams vamzdžiams. |
| ASTM / ASME | A213 T91 | Skirtas besiūliams feritinio lydinio{0}}plieniniams vamzdžiams (mažesnio skersmens). |
| ASME | SA335 P91, SA213 T91 | Tas pats kaip aukščiau. |
| UNS | K90901 | Vieninga numeravimo sistema. |
| JIS | STBA 29 | Japonijos pramonės standartas. |
6. Svarbios naudojimo pastabos
Suvirinimas ir po{0}}suvirinimo terminis apdorojimas (PWHT):Tai labai svarbu. Suvirinant reikia laikytis kvalifikuotų procedūrų naudojant atitinkamus užpildus (pvz., ER90S-B9).PWHT yra privalomassumažinti įtampą ir sušvelninti{0}}šilumos paveiktą zoną (HAZ). Tipiškas PWHT temperatūros diapazonas yra 760±14 laipsnių.
Aušinimo greitis po suvirinimo:Jis turi būti kontroliuojamas, kad nesusidarytų kietas, trapus negrūdintas martensitas. Tai valdoma laikantis tinkamo išankstinio-šildymo ir tarpinio temperatūros valdymo.
IV tipo krekingas:Tai žinomas gedimo mechanizmas P91 suvirinimo siūlių smulkia{0}}karščio{1}}paveiktoje zonoje (FGHAZ), kuriai taikomas ilgalaikis šliaužimas. Norint sumažinti šią riziką, būtinas tinkamas projektavimas, suvirinimas ir PWHT.
Santrauka
X10CrMoVNb9-1 (P91 / T91)yra medžiaga, skirta modernioms, didelio{0}}efektyvumo anglimis-kūrenamoms ir biomasės elektrinėms. Dėl didelio stiprumo aukštoje-temperatūroje galima projektuoti įrenginius, veikiančius esant aukštesnei temperatūrai ir slėgiui, todėl padidėja efektyvumas ir sumažėja išmetamųjų teršalų kiekis. Tačiau jo pranašumai realizuojami tik kruopštaus dėmesio gamybos, suvirinimo ir terminio apdorojimo protokolams.
